(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出して検出信号パルスを出力する放射線検出器と、上記検出信号パルスを入力して計数率を測定する測定部と、テストパルスを発生するテスト信号発生部と、上記テスト信号発生部から出力されるテストパルスの発信周波数を制御すると共に、上記測定部の入力を切換制御する制御部と、を備えた放射線監視装置であって、
上記測定部は、
上記検出信号パルスを入力して増幅するパルス増幅器と、
上記増幅した検出信号パルスの電圧が所定の範囲にある場合にデジタルパルスを出力する波高弁別器と、
加算入力部と減算入力部を有し、上記デジタルパルスを上記加算入力部に入力すると共に、フィードバックパルスを上記減算入力部に入力し、両者の差を積算した積算値を出力するアップダウンカウンタと、
上記積算値を入力して上記フィードバックパルスを生成する周波数合成回路と、
上記アップダウンカウンタが計数する時の重み付けをする積算制御回路と、
上記積算値を入力して上記計数率を求める演算手段と、
上記パルス増幅器の入力を切換える第１の切換手段と、
上記アップダウンカウンタの減算入力を切換える第２の切換手段と、を備え、
上記第１の切換手段及び上記第２の切換手段は、それぞれ入力の測定を可能にする測定ポジション、入力を遮断する入力遮断ポジション、上記テストパルスの測定を可能にするテスト入力ポジションの３つのポジションを有し、
上記制御部は、
ノーマルモード時には上記第１の切換手段を上記測定ポジションにして上記検出信号パルスを通すと共に、上記第２の切換手段を上記測定ポジションにしてフィードバックパルスを通し、
テストモード時には、目標計数率と最新計数率、及び上記アップダウンカウンタが計数する時の重み付け定数に基づき上記テストパルスの周波数を決定し、上記第１の切換手段及び上記第２の切換手段のポジションを決定し、上記テスト信号発生部のテストパルスの発信周波数を制御すると共に、上記第１の切換手段及び上記第２の切換手段のポジションを切換えて上記測定部に上記テストパルスを入力するようにした放射線監視装置において、
上記制御部は、上記テストモード時において、上記第１の切換手段を上記テスト入力ポジションとし、上記第２の切換手段を上記入力遮断ポジションとするＡモード、上記第１の切換手段を上記テスト入力ポジションとし、上記第２の切換手段を上記測定ポジションとするＢモード、上記第１の切換手段を上記入力遮断ポジションとし、上記第２の切換手段を上記テスト入力ポジションとするＣモード、上記第１の切換手段及び上記第２の切換手段を上記入力遮断ポジションとするＤモードの４つの切換制御モードを有し、
演算して求めたテストパルスの周波数と上記切換制御モードに基づき上記テストパルスを入力するようにしたことを特徴とする放射線監視装置。
【請求項２】
上記制御部は、目標計数率をｎ（目標)、ｎ（目標）に対応した積算値をＭ（目標）、今回演算周期における計数率をｎ（今回）、ｎ（今回）に対応した積算値をＭ（今回）、テストパルスの周波数をｍ（テスト)、上記測定部の演算周期をΔＴ１、上記制御部の制御周期をΔＴ２、上記アップダウンカウンタが計数する時の重みをαとしたときに、
ΔＴ１＜ΔＴ２の条件のもとに、ｎ（目標）に基づきＭ（目標）＝（１／γ）・ｌｎ｛ｎ（目標）｝を求め、上記Ｄモードで｛Ｍ（目標）−Ｍ（今回）｝＞ｊα（ｊは２〜５の整数）、及び｛Ｍ（今回）−Ｍ（目標）｝＞ｊαの判定を行い、
｛Ｍ（目標）−Ｍ（今回）｝＞ｊαの条件が成立する期間は、上記テスト信号発生部のテストパルスの発信周波数をｍ（テスト）＝{Ｍ（目標）−Ｍ（今回）−ｊα}÷ｋ・ΔＴ２（ｋは（ΔＴ１＋ΔＴ２）／ΔＴ２〜２の整数）に制御すると共に、上記測定部に上記Ａモードでテストパルスを入力し、
{Ｍ（今回）−Ｍ（目標）}＞ｊαの条件が成立する期間は、上記テスト信号発生部のテストパルスの発信周波数をｍ（テスト）＝{Ｍ（今回）−Ｍ（目標）＋ｊα}÷ｋ・ΔＴ２に制御すると共に、上記測定部に上記Ｃモードでテストパルスを入力し、
その他の場合は、上記テスト信号発生部のテストパルスの発信周波数をｍ（テスト）＝ｎ（目標）に制御すると共に、所定の期間について上記測定部にＢモードでテストパルスを入力するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の放射線監視装置。
【請求項３】
上記制御部は、バックグラウンド計数率より高いレベルに設定された高警報動作を確認する警報テストにおいて、Ｍ（目標）＞Ｍ（今回）の状態からスタートするときに、｛Ｍ（目標）−Ｍ（今回）｝＞ｊαの条件が成立する期間は、上記テスト信号発生部のテストパルスの発信周波数をｍ（テスト）＝{Ｍ（目標）−Ｍ（今回）−ｊα}÷ｋ・ΔＴ２に制御すると共に、上記測定部に上記Ａモードでテストパルスを入力し、
上記条件が成立しない場合は、上記テスト信号発生部のテストパルスの発信周波数をｍ（テスト）＝ｅｘｐ［γ{Ｍ（今回）＋α}］に制御すると共に、上記測定部に上記Ａモードでテストパルスを入力し、
警報が発生したら上記テストパルスの周波数をホールドするようにしたことを特徴とする請求項２に記載の放射線監視装置。
【請求項４】
上記制御部は、バックグラウンド計数率より低いレベルに設定された低警報動作を確認する警報テストにおいて、Ｍ（目標）＜Ｍ（今回）の状態からスタートするときに、｛Ｍ（今回）−Ｍ（目標）｝＞ｊαの条件が成立する期間は、上記テスト信号発生部のテストパルスの発信周波数をｍ（テスト）＝{Ｍ（今回）−Ｍ（目標）＋ｊα}÷ｋ・ΔＴ２に制御すると共に、上記測定部に上記Ｃモードでテストパルスを入力し、
上記条件が成立しない場合は、上記テスト信号発生部のテストパルスの発信周波数をｍ（テスト）＝ｅｘｐ［γ{Ｍ（今回）−α}］に制御すると共に、上記測定部に上記Ｃモードでテストパルスを入力し、
警報が発生したら上記テストパルスの周波数をホールドするようにしたことを特徴とする請求項３に記載の放射線監視装置。
【請求項５】
警報テストにおいて、上記測定部は警報が発信したら上記計数率をホールドするようにしたことを特徴とする請求項３又は４に記載の放射線監視装置。
【請求項６】
上記測定部は、テストモード開始直前のノーマルモード時のバックグラウンド計数率ｎ（ＢＧ）を記憶しておき、上記測定部を上記テストモードから上記ノーマルモードに切換えたら、ｎ（ＢＧ）に基づきＭ（ＢＧ）＝（１／γ）・ｌｎ｛ｎ（ＢＧ）｝を求め、Ｄモードで｛Ｍ（ＢＧ）−Ｍ（今回）｝＞ｊα（ｊは２〜５の整数）、及び｛Ｍ（今回）−Ｍ（ＢＧ）｝＞ｊαの判定を行い、
｛Ｍ（ＢＧ）−Ｍ（今回）｝＞ｊαの条件が成立する期間は、上記テスト信号発生部のテストパルスの発信周波数をｍ（テスト）＝｛Ｍ（ＢＧ）−Ｍ（今回）−ｊα｝÷ｋ・ΔＴ２（ｋは（ΔＴ１＋ΔＴ２）／ΔＴ２〜２の整数）に制御すると共に、上記測定部に上記Ａモードでテストパルスを入力し、
｛Ｍ（今回）−Ｍ（ＢＧ）｝＞ｊαの条件が成立する期間は、上記テスト信号発生部のテストパルスの発信周波数をｍ（テスト）＝｛Ｍ（今回）−Ｍ（ＢＧ）＋ｊα｝÷ｋ・ΔＴ２に制御すると共に、上記測定部に上記Ｃモードでテストパルスを入力し、
その他の場合は、上記第１の切換手段及び上記第２の切換手段を測定ポジションに戻し、上記測定部にノーマルモード復帰を通告し、上記測定部は、テストモードの期間及びテストモードを終了して上記計数率がテストモード直前のノーマルモードのバックグラウンドレベルに復帰するまでの期間について、テスト中であることを報知するテスト中警告を自動で発信するようにしたことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の放射線監視装置。
【請求項７】
上記測定部は、上記第１の切換手段の前段に、上記テストパルスの波形を上記検出信号パルスに近似させる波形整形回路を備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の放射線監視装置。
【請求項８】
上記測定部は、上記波高弁別器の代わりに上記検出信号パルスの波形を弁別して所定の条件を満たす場合にデジタルパルスを出力する波形弁別器を備えたことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の放射線監視装置。
【請求項９】
放射線モニタを複数チャンネル備え、上記制御部及び上記テスト信号発生部は、同時に上記複数チャンネルのテストを行うようにしたことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の放射線監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原子炉施設、使用済燃料再処理施設等での放射性物質の放出管理あるいは放射線管理に用いられる放射線監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子炉施設、使用済燃料再処理施設等で使用される従来の放射線監視装置は、放射線を検出して検出信号パルスを出力する検出器と、検出信号パルスを入力して計数率を測定する測定部を備えた複数チャンネルの放射線モニタと、個々の放射線モニタにテスト信号パルスを入力するテスト信号発生部と、テスト信号発生部のテスト信号パルスの周波数を制御すると共に、放射線モニタにおける検出信号パルスとテスト信号パルスの入力切換えを行う制御部とを備え、制御部は測定部の入力切換えスイッチを操作して検出信号パルスからテスト信号パルスに入力を切換え、入出力応答テスト、警報テストを行って個々の放射線モニタの健全性を確認している。
【０００３】
各放射線モニタは、測定した計数率を工学値に変換して放射線量を求め、通常のバックグラウンドレベルより高い放射線量レベルに高警報が設定され、上記施設の管理エリアの放射線量率またはプロセス系統の放射能の異常に対して高警報を発信して運転員に報知すると共に、自動で必要な系統隔離を行うシステムになっている。また、通常のバックグラウンドレベルより低い放射線量レベルに低警報が設定され、放射線モニタの故障による検出器信号喪失あるいは検出器信号の計数率の低下に対して低警報を発信して運転員に報知するようにしている。
【０００４】
上記放射線モニタの指示応答の精度及び警報動作の精度の確認は、測定部にテストパルスを入力することにより実施されており、制御部は、テスト項目に応じてテスト信号発生部のテストパルスの発信周波数をステップ状あるいはランプ状に変化させる。なお、テスト期間中は、放射線監視装置から外部へ上記の高警報及び低警報が出力されないように、テスト開始前に警報をブロックし、テスト終了後はブロックを解除する。これらの操作は手動で行われ、警報をブロックしている期間はテスト中警報を出力する。
【０００５】
一方、放射線モニタで測定された放射線量は統計的に変動するため、標準偏差が一定となるように計数率に応じて自動的に時定数を制御することで所定の測定精度を維持している。また、測定部は、計数率が１０ｃｐｍ程度から１０７ｃｐｍ程度までの広いレンジをカバーして測定することが求められ、レンジ切換えに伴う不連続性をなくすために、広いレンジをレンジ切換えなしで、高速で動作するアップダウンカウンタを用いた計数率測定が行われている。
【０００６】
このアップダウンカウンタを用いた計数率測定は、加算入力と減算入力の差分の積算値を一定周期で読み取って計数率を演算するもので、加算入力は、検出器から測定部に入力された検出信号パルスを増幅して所定の波高値を満たすものを波高弁別したデジタルパルスであり、減算入力は、積算値に基づき水晶発信器のクロックパルスを分周し、周波数合成して生成されたデジタルパルスであって、特に高計数率まで精度よく測定できることが特徴である。
【０００７】
上記アップダウンカウンタを用いた計数率測定は、計数率が時定数で応答するため、テストパルスをデカード毎に入力して出力精度を確認する入出力応答テスト、及びテストパルスを入力して警報動作を確認する警報テストに時間がかかるため、テスト項目毎にテストパルスをステップ状に変化させるものとランプ状に変化させるものとを組み合わせてス
テップの変化の大きさとステップの継続時間とを最適化している。そして、ランプの傾きと継続時間を最適化し、シーケンシャルに入力するように予め設定しておくことにより、テストパルス入力に対する計数率の応答時間を短縮する工夫がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２６０２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に開示された測定方法は、定型的なテスト入力について、過大ステップ入力とそれに続くランプ入力のパターンを予め設定しておいて、入力パターンに従って自動的にテストパルスを入力するようにしたものである。しかし、この方法を用いても、テストパルスの繰り返し周波数の目標値が現状値より高い場合はそれなりにテスト時間が短縮されるが、テストパルスの繰り返し周波数の目標値が現状値より低い場合は依然として長時間を必要とする。例えば、標準偏差が２．６％、測定レンジの下限が１０ｃｐｍ、バックグラウンドが５０ｃｐｍの時に、テストパルス入力をステップ状に１ｃｐｍにして１０ｃｐｍに近接させるのに、概ね４０分かかり、テストパルス入力を０ｃｐｍとしても大幅に改善することはない。
【００１０】
従来の放射線監視装置は上記のように、テストパルス入力の仕方を工夫することによりテスト時間を短縮しているが、アップダウンカウンタの積算値において、テストパルスは加算入力のみに寄与し、減算入力に寄与しないため、また、加算入力と減算入力が機能した状態でテストパルスが入力されるため、積算値を短時間で目標値に到達させる緻密なテストパルスの制御が難しい。このため、施設稼働中は殆どのチャンネルが連続測定の状態にあり、施設点検期間中でも連続運転を要求されるチャンネルがあり、欠測を最短にするためのテスト時間短縮の要求に対して更なる改善が求められている。特に、低計数率のテスト項目は、時定数が計数率に反比例し、かつ積算値が時定数で低下するのを待つだけという状況のため、テストに長時間を要するという問題があった。
【００１１】
また、計画したテスト項目を途中で変更する場合、指示値と変更後のテスト項目に合わせてテスト入力パターンを設定する必要があり、即応性に問題があった。
【００１２】
この発明は上記の課題を解消するためになされたもので、テスト時間を大幅に削減し、テストパルスの周波数を自動で逐次最適化してテスト項目を臨機応変に変更可能な放射線監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係る放射線監視装置は、放射線を検出して検出信号パルスを出力する放射線検出器と、上記検出信号パルスを入力して計数率を測定する測定部と、テストパルスを発生するテスト信号発生部と、上記テスト信号発生部から出力されるテストパルスの発信周波数を制御すると共に、上記測定部の入力を切換制御する制御部と、を備えた放射線監視装置であって、
上記測定部は、上記検出信号パルスを入力して増幅するパルス増幅器と、上記増幅した検出信号パルスの電圧が所定の範囲にある場合にデジタルパルスを出力する波高弁別器と、加算入力部と減算入力部を有し、上記デジタルパルスを上記加算入力部に入力すると共に、フィードバックパルスを上記減算入力部に入力し、両者の差を積算した積算値を出力するアップダウンカウンタと、上記積算値を入力して上記フィードバックパルスを生成する周波数合成回路と、上記アップダウンカウンタが計数する時の重み付けをする積算制御回路と、上記積算値を入力して上記計数率を求める演算手段と、上記パルス増幅器の入力を切換える第１の切換手段と、上記アップダウンカウンタの減算入力を切換える第２の切換手段と、を備え、
上記第１の切換手段及び上記第２の切換手段は、それぞれ入力の測定を可能にする測定ポジション、入力を遮断する入力遮断ポジション、上記テストパルスの測定を可能にするテスト入力ポジションの３つのポジションを有し、上記制御部は、ノーマルモード時には上記第１の切換手段を上記測定ポジションにして上記検出信号パルスを通すと共に、上記第２の切換手段を上記測定ポジションにしてフィードバックパルスを通し、テストモード時には、目標計数率と最新計数率、及び上記アップダウンカウンタが計数する時の重み付け定数に基づき上記テストパルスの周波数を決定し、上記第１の切換手段及び上記第２の切換手段のポジションを決定し、上記テスト信号発生部のテストパルスの発信周波数を制御すると共に、上記第１の切換手段及び上記第２の切換手段のポジションを切換えて上記測定部に上記テストパルスを入力するようにした放射線監視装置において、
上記制御部は、上記テストモード時において、上記第１の切換手段を上記テスト入力ポジションとし、上記第２の切換手段を上記入力遮断ポジションとするＡモード、上記第１の切換手段を上記テスト入力ポジションとし、上記第２の切換手段を上記測定ポジションとするＢモード、上記第１の切換手段を上記入力遮断ポジションとし、上記第２の切換手段を上記テスト入力ポジションとするＣモード、上記第１の切換手段及び上記第２の切換手段を上記入力遮断ポジションとするＤモードの４つの切換制御モードを有し、演算して求めたテストパルスの周波数と上記切換制御モードに基づき上記テストパルスを入力するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係る放射線監視装置によれば、制御部が、アップダウンカウンタの積算値の今回値と目標値から判断し、加算入力または減算入力のどちらかで動作するようにテストパルスの入力を切換え制御するので、短時間で正確に目標値に到達させる緻密な制御が可能となり、テストパルスの周波数を自動で逐次最適化する制御が可能となる。このため、テスト時間を大幅に削減できると共に、臨機応変にテスト項目が変更可能な放射線監視装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１に係る放射線監視装置のブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る放射線監視装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係る放射線監視装置のテストパルス周波数変化と計数率応答を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る放射線監視装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態３に係る放射線監視装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態４に係る放射線監視装置の測定部の動作を説明するフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態５に係る放射線監視装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態６に係る放射線監視装置のブロック構成図である。
【図９】この発明の実施の形態７に係る放射線監視装置のブロック構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態８に係る放射線監視装置のブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して、この発明に係る放射線監視装置について好適な実施の形態を説明する。なお、この実施の形態により発明が限定されるものではなく、諸種の設計的変更をも包摂するものである。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る放射線監視装置を示すブロック構成図である。放射線モニタ１は、放射線を検出した検出信号パルスを出力する放射線検出器１１と、放射線検出器１１からの検出信号パルスを入力して計数率を測定する測定部１２を備え、テスト時にはテスト信号発生部２からテストパルスを測定部１２へ入力する。制御部３は、テスト信号発生部２が発生するテストパルスの発信周波数を制御すると共に、測定部１２に入力される検出信号パルスとテストパルスの切換えを制御する。
【００１８】
測定部１２において、パルス増幅器１２１は、放射線検出器１１からの検出信号パルスを入力して増幅し、波高弁別器１２２は、増幅された検出信号パルスの電圧が所定の範囲にある場合にデジタルパルスを出力することによりノイズを除去する。
【００１９】
アップダウンカウンタ１２３は、波高弁別器１２２から出力されたデジタルパルスを加算入力部１２３ａに入力すると共に、後述のフィードバックパルスを減算入力部１２３ｂに入力し、両者の差を積算した積算値Ｍを出力する。周波数合成回路１２４は、アップダウンカウンタ１２３から出力される積算値Ｍを入力して上記のフィードバックパルスを生
成する。
【００２０】
また、積算制御回路１２５は、アップダウンカウンタ１２３が計数する時の重み付けを行い、演算手段である演算器１２６は、アップダウンカウンタ１２３から出力される積算値Ｍを入力して計数率を演算すると共に警報判定を行い、表示器１２７に計数率と警報を表示する。
【００２１】
第１の切換手段である第１の切換えスイッチ１２８は、パルス増幅器１２１への入力の切換えを行い、第２の切換手段である第２の切換えスイッチ１２９は、アップダウンカウンタ１２３の減算入力部１２３ｂへの入力の切換えを行う。なお、計数率は、演算器１２６で最終的に工学値に変換されて放射線量として出力してもよいのは言うまでもない。
【００２２】
測定部１２の第１の切換えスイッチ１２８及び第２の切換えスイッチ１２９のそれぞれには、動作速度の速い、例えば半導体スイッチが用いられ、測定ポジション、入力遮断ポジション、テスト入力ポジションの３つのポジションを有している。
【００２３】
制御部３は、ノーマルモード時には第１の切換えスイッチ１２８を測定ポジションにして検出信号パルスを通し、第２の切換えスイッチ１２９を測定ポジションにしてフィードバックパルスを通す。また、テストモード時には、目標計数率と最新計数率、及びアップダウンカウンタ１２３が計数する時の重み付け定数に基づき最適なテストパルスの周波数を決定する。そして、第１の切換えスイッチ１２８及び第２の切換えスイッチ１２９のポジションを決定し、テスト信号発生部２のテストパルスの発信周波数を制御すると共に、測定部１２の第１の切換えスイッチ１２８及び第２の切換えスイッチ１２９のポジションを切換えて測定部１２にテストパルスを入力する。
【００２４】
なお、測定部１２は、テスト期間及びテストを終了して計数率がテストモード直前のバックグラウンドレベルに復帰するまでの期間について、表示器１２７及び必要に応じて他の設備にテスト中警報を出力する。
【００２５】
制御部３は、テストモードにおいて、第１の切換えスイッチ１２８をテスト入力ポジションとし、第２の切換えスイッチ１２９を入力遮断ポジションとするＡモード、第１の切換えスイッチ１２８をテスト入力ポジションとし、第２の切換えスイッチ１２９を測定ポジションとするＢモード、第１の切換えスイッチ１２８を入力遮断ポジションとし、第２の切換えスイッチ１２９をテスト入力ポジションとするＣモード、第１の切換えスイッチ１２８及び第２の切換えスイッチ１２９を入力遮断ポジションとするＤモードの４つの切換え制御モードを有する。また、制御部３は、演算して求めた最適なテストパルスの周波数と最適な切換え制御モードに基づきテストパルスを入力する。
【００２６】
実施の形態１に係る放射線監視装置は上記のように構成されており、次にその動作について説明する。
放射線の計数率は統計的に変動するため、所定の精度で測定するには、次式のように標準偏差σが一定となるように計数率ｎに基づき時定数τを制御して測定する。
σ＝１／（２ｎτ）１／２ ・・・・・（１）
τ＝１／（２ｎσ２） ・・・・・・（２）
【００２７】
ノーマルモードにおいて、アップダウンカウンタ１２３の加算入力部１２３ａには、波高弁別器１２２で検出信号パルス入力からノイズを弁別除去して出力されたデジタルパルスが入力され、減算入力部１２３ｂには、周波数合成回路１２４において積算値Ｍに基づき演算器１２６のクロックパルスから分周、周波数合成されたデジタルパルスが入力される。
【００２８】
平衡状態において、アップダウンカウンタ１２３の加算入力部１２３ａに入力されるデジタルパルスの周波数ＦＩＮは、演算器１２６で求めた計数率ｎ、及び減算入力部１２３ｂの周波数ＦＢ（Ｍ）に等しくなり、標準偏差σと積算値Ｍに基づいて次式のように演算され、ＦＢ（Ｍ）及びｎは、次式のようにＦＩＮに平衡するように時定数τの一次遅れで追従して応答する。
ＦＩＮ＝ＦＢ（Ｍ）＝ｎ＝ｅγＭ＝２γＭ／ｌｎ２  ・・・・・（３）
γ＝２σ２＝１／（ｎτ）＝２−λ・ｌｎ２    ・・・・・（４）
β＝１１−λ      ・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）
【００２９】
上記（４）式において、λを例えば１１、９、７、５とすると、標準偏差σはそれぞれ１．３％、２．６％、５．２％、１０．４％となる。λが１１の時を基準にすると、λが９、７、５の時、γはそれぞれ２２倍、２４倍、２６倍となり、標準偏差σはそれぞれ２１倍、２２倍、２３倍となり、上記（２）式のように時定数τはそれぞれ２−２倍、２−４倍、２−６倍となる。
【００３０】
上記（３）式に示すように、計数率ｎが一定の状態でγを２β倍にすると、積算値Ｍは２−β倍の応答時間で平衡する。計数率ｎが一定の状態において、γを変えても見掛けの積算値Ｍが変化しないようにするには、γを２β倍にしたらアップダウンカウンタ１２３は１パルスの重み付けを２β倍にして計数すればよい。即ち、アップダウンカウンタ１２３の加算入力部１２３ａに波高弁別器１２２から出力されたデジタルパルスが１個入力されると、積算値Ｍは２βだけ加算計数されるようにする。一方、アップダウンカウンタ１２３の減算入力部１２３ｂに周波数合成回路１２４から出力されるデジタルパルスが１個入力されると、積算値Ｍは２βだけ減算計数されるようにする。結果として積算値Ｍは、加算計数と減算計数の差の積算値Ｎに２βを掛け算した値になる。
【００３１】
ここで、βは０または正の整数で、上記（５）式のようにλが１１、９、７、５の時、βとしてそれぞれ０、２、４、６が与えられる。例えば、λが１１の時は１パルスの入力に対して１個として加算または減算され、ＭとＮは等しくなる。λが９の時は１パルスの入力に対して４個として加算または減算される。即ち、σが１．３％、２．６％、５．２％、１０．４％の時、アップダウンカウンタ１２３は、積算制御回路１２５により１パルス当たりそれぞれ１、４、１６、６４で重み付けして計数する。従って、上記（３）式においてγを２β倍することは、計数の重み付けを２β倍に変えることと同等であり、計数率ｎは、２β倍に重み付けされた結果の見掛けの積算値Ｍと基準のβ＝０（λ＝１１）に対応するγに基づき（３）式により求められる。このように、積算制御回路１２５がアップダウンカウンタ１２３の計数の重み付けを制御することにより、計数率ｎが一定の状態においてγの設定を変更しても、見掛けの積算値Ｍがそのまま使用してできるので、設定変更による計数率ｎの突然の変化が発生しない。
【００３２】
テストの目標計数率をｎ（目標）、ｎ（目標）に対応した積算値をＭ（目標）、今回演算周期における計数率をｎ（今回）、ｎ（今回）に対応した積算値をＭ（今回）、テストパルスの周波数をｍ（テスト）、測定部１２の演算器１２６の演算周期を△Ｔ１、制御部３の制御周期を△Ｔ２、アップダウンカウンタ１２３が計数する時の重みをα＝２βとし、制御部３は、制御周期△Ｔ２毎にｎ（今回）、Ｍ（今回）、高警報設定値、低警報設定値、γ、α等の必要なデータを測定部１２から受け取る。ｊは２〜５の整数とし、△Ｔ１＜△Ｔ２の条件のもとに、ｋは（△Ｔ１＋△Ｔ２）／△Ｔ２〜２の整数とし、図２に基づき入出力応答テストの場合における制御部３の動作を説明する。
【００３３】
先ず、測定部１２のテスト入力ポジションをＤモードにし（ステップＳ１０１）、次に、ｎ（目標）を制御部３のメモリー（図示せず）から読み込む（ステップＳ１０２）。そ
の後、ｎ（目標）に基づきＭ（目標）＝（１／γ）・ｌｎ{ｎ（目標）}を求める（ステップＳ１０３）。
【００３４】
次に、Ｍ（今回）を制御部３のメモリーから読み込み（ステップＳ１０４）、{Ｍ（目
標）−Ｍ（今回）}≧ｊαの判定を行い（ステップＳ１０５）、ＹＥＳの場合は、テスト
パルスの周波数ｍ(テスト)をｍ(テスト)＝{Ｍ(目標)−Ｍ(今回)−jα}÷k・△Ｔ２に制御し（ステップＳ１０６）、測定部１２のテスト入力ポジションをＡモードにし（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０４に戻る。
【００３５】
ステップＳ１０５でＮＯの場合は、{Ｍ(今回)−Ｍ(目標)}≧jαの判定を行い（ステッ
プＳ１０８）、ステップＳ１０８での判定結果がＹＥＳの場合は、テストパルスの周波数ｍ(テスト)をｍ(テスト)＝{Ｍ(今回)−Ｍ(目標)＋jα}÷k・△Ｔ２に制御し（ステップＳ１０９）、測定部のテスト入力ポジションをＣモードにし（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０４に戻る。
【００３６】
ステップＳ１０８での判定結果がＮＯの場合は、テストパルスの周波数ｍ（テスト）をｍ（テスト）＝ｎ（目標）に制御し（ステップＳ１１１）、測定部１２のテスト入力ポジションをＢモードにする（ステップＳ１１２）。そして、Ｂモードで所定の定周期数が経過したかを判定し（ステップＳ１１３）、ステップＳ１１３での判定結果がＮＯの場合は、ステップＳ１１１に戻る。ステップＳ１１３での判定結果がＹＥＳの場合は、最終のｍ（テスト）、ｎ（今回）のデータを制御部３のメモリーに格納し（ステップＳ１１４）、入出力応答テストを終了する。
【００３７】
図３（ａ）は、例えば、ｋ・△Ｔ２を約１秒とし、ｎ（今回）＝１０ｃｐｍからｎ（目標）＝１０４ｃｐｍへ上昇させて指示誤差を測定する入出力応答テストにおいて、テストパルスの周波数ｍ（テスト）の変化と計数率ｎ（今回）の応答を示すもので、テストポジションをＡモードとし、ｋ・△Ｔ２の期間毎に、計数率ｎ（今回）を例えば目標の１／２程度接近させ、計数率ｎ（今回）がｎ（目標）に対して分解能範囲までに近接したら、テストポジションをＢモードとし、テストパルスの周波数ｍ（テスト）をｍ（テスト）＝ｎ（目標）に制御する。
【００３８】
図３（ｂ）は、例えば、ｎ（今回）＝１００ｃｐｍからｎ（目標）＝１０ｃｐｍへ降下させて指示誤差を測定する入出力応答テストにおいて、テストパルスの周波数ｍ（テスト）の変化と計数率ｎ（今回）の応答を示すもので、テストポジションをＣモードとし、ｋ・△Ｔ２の期間毎に計数率ｎ（今回）を例えば目標の１／２程度接近させ、計数率ｎ（今回）がｎ（目標）に対して分解能範囲までに近接したら、テストポジションをＢモードとし、テストパルスの周波数ｍ（テスト）をｍ（テスト）＝ｎ（目標）に制御する。
【００３９】
以上のように、実施の形態１に係る放射線監視装置によれば、制御部３がアップダウンカウンタ１２３の積算値Ｍの今回値と目標値から加算入力または減算入力のどちらにテストパルスを入力するかを判断して測定部１２のテストパルスの入力を切換え制御するので、短時間で正確に目標値に到達させることができる。また、テストパルスの周波数を自動で逐次最適化するため、テスト時間を大幅に削減できると共に、臨機応変にテスト項目が変更可能な放射線監視装置を提供することができる。なお、実施の形態１に係る放射線監視装置のテスト入力方法は、警報設定値をｍ（目標）として警報テストに適用しても同様の効果が得られる。
【００４０】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る放射線監視装置について説明する。実施の形態２に係る放射線監視装置は、実施の形態１と同様の構成であるため、その説明を省略し、次
に動作について説明する。
【００４１】
図４は、実施の形態２に係る放射線監視装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。実施の形態２に係る放射線監視装置の制御部３は、バックグラウンド計数率より高いレベルに設定された高警報動作を確認する高警報テストにおいて、Ａモードのテストパルスの周波数ｍ（テスト）をより木目細かく制御するようにしたもので、図４に基づき制御部３の動作を説明する。なお、高警報テストでは警報設定値がｎ(目標)となる。また高警報テストのスタートの前提条件はＭ(目標)＞Ｍ(今回)なので、本条件が成立していない場合は、実施の形態１で説明した図３における入出力応答テストで条件整備するものとする。
【００４２】
図４に示すように、先ず、測定部１２のテスト入力ポジションをＤモードにし（ステップＳ２０１）、次に、ｎ（目標）を制御部３のメモリー（図示せず）から読み込む（ステップＳ２０２）。その後、ｎ（目標）に基づきＭ（目標）＝（１／γ）・ｌｎ{ｎ（目標
）}を求める（ステップＳ２０３）。
【００４３】
次に、Ｍ（今回）を制御部３のメモリーから読み込み（ステップＳ２０４）、{Ｍ（目
標）−Ｍ（今回）}≧ｊαの判定を行い（ステップＳ２０５）、ＹＥＳの場合は、テスト
パルスの周波数ｍ（テスト）をｍ（テスト）＝{Ｍ（目標）−Ｍ（今回）−jα}÷ｋ・△
Ｔ２に制御し（ステップＳ２０６）、測定部１２のテスト入力ポジションをＡモードにし（ステップＳ２０７）、ステップＳ２０４に戻る。
【００４４】
ステップＳ２０５でＮＯの場合は、高警報発信ありを判定し（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０８での判定結果がＮＯの場合は、テストパルスの周波数ｍ(テスト)をｍ(テ
スト)＝ｅｘｐ［γ{Ｍ（今回）＋α}］に制御し（ステップＳ２０９）、測定部１２のテ
スト入力ポジションをＡモードにし（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０４に戻る。
【００４５】
ステップＳ２０８での判定結果がＹＥＳの場合は、ｍ（テスト）をホールドし（ステップＳ２１１）、高警報発信時のｍ（テスト）、ｎ（今回）をメモリーに格納し（ステップＳ２１２）、高警報テストを終了する。なお、警報発信時のｍ（テスト）のホールドは、制御部３でリセットすることにより解除する。
【００４６】
以上のように、実施の形態２に係る放射線監視装置によれば、制御部３が高警報テストにおいて、Ａモードのテストパルスの周波数ｍ（テスト）を木目細かく自動で逐次最適化して制御するようにしたので、高警報テストを短時間で効率よく実施できると共に、高警報動作点を高精度で確認できる。また、高警報発信時にテストパルスの周波数をホールドするようにしたので、アップダウンカウンタ１２３の不用意なオーバーランを抑制して次のテストに効率良く移行できる効果を奏する。
【００４７】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る放射線監視装置について説明する。実施の形態３に係る放射線監視装置は、実施の形態１と同様の構成であるため、その説明を省略し、次に動作について説明する。
【００４８】
図５は、実施の形態３に係る放射線監視装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。実施の形態３に係る放射線監視装置の制御部３は、バックグラウンド計数率より低いレベルに設定された低警報動作を確認する警報テストにおいて、Ｃモードのテストパルスの周波数ｍ（テスト）をより木目細かく制御するようにしたものであり、図５に基づき制御部３の動作を説明する。なお、低警報テストでは警報設定値がｎ（目標）となる。また低警報テストのスタートの前提条件はＭ（今回）＞Ｍ（目標）なので、本条件が成立
していない場合は、実施の形態１で説明した図３における入出力応答テストで条件整備するものとする。
【００４９】
図５に示すように、先ず、測定部１２のテスト入力ポジションをＤモードにし（ステップＳ３０１）、次に、ｎ（目標）を制御部３のメモリー（図示せず）から読み込む（ステップＳ３０２）。その後、ｎ（目標）に基づきＭ（目標）＝（１／γ）・ｌｎ{ｎ（目標
）}を求める（ステップＳ３０３）。
【００５０】
次に、Ｍ（今回）を制御部３のメモリーから読み込み（ステップＳ３０４）、{Ｍ（今
回）−Ｍ（目標）}≧ｊαの判定を行い（Ｓ３０５）、ＹＥＳの場合は、テストパルスの
周波数ｍ（テスト）をｍ（テスト）＝{Ｍ（今回）−Ｍ（目標）＋ｊα}÷ｋ・△Ｔ２に制御し（ステップＳ３０６）、測定部１２のテスト入力ポジションをＣモードにし（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０４に戻る。
【００５１】
ステップＳ３０５でＮＯの場合は、低警報発信ありを判定し（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０８での判定結果がＮＯの場合は、テストパルスの周波数ｍ(テスト)をｍ（テスト）＝ｅｘｐ［γ{Ｍ（今回）−α}］に制御し（ステップＳ３０９）、測定部１２のテスト入力ポジションをＣモードにし（ステップＳ３１０）、ステップＳ３０４に戻る。
【００５２】
ステップＳ３０８での判定結果がＹＥＳの場合は、ｍ（今回）をホールドし（ステップＳ３１１）、低警報発信時のｍ（テスト）、ｎ（今回）をメモリーに格納し（ステップＳ３１２)、低警報テストを終了する。なお、警報発信時のｍ（テスト）のホールドは、制
御部３でリセットすることにより解除する。
【００５３】
以上のように、実施の形態３に係る放射線監視装置によれば、制御部３が低警報テストにおいて、Ｃモードのテストパルスの周波数ｍ（テスト）を木目細かく自動で逐次最適化して制御するようにしたので、低警報テストを短時間で効率よく実施できると共に、低警報動作点を高精度で確認できる。また、低警報発信時にテストパルスの周波数をホールドするようにしたので、アップダウンカウンタ１２３の不用意なオーバーランを抑制して次のテストに効率良く移行できる効果を奏する。
【００５４】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係る放射線監視装置について説明する。実施の形態４に係る放射線監視装置は、実施の形態１と同様の構成であるため、その説明を省略し、次に動作について説明する。
【００５５】
図６は、実施の形態４に係る放射線監視装置の測定部の動作を説明するフローチャートである。実施の形態４に係る放射線監視装置は、図６に示すように、警報テストの警報判定演算において、測定部１２が警報を発信した場合に、警報発信の計数率をホールドして動作点の確認を容易にしたものであり、図６に基づき測定部１２の動作を説明する。
【００５６】
図６に示すように、先ず、メモリー（図示せず）からＭ（今回）を読み込み（ステップＳ４０１）、ｎ（今回）＝ｅｘｐ{γＭ（今回）}を求める（ステップＳ４０２）。
【００５７】
その後、ｎ（今回）≧ｎ（高警報設定値）を判定し（ステップＳ４０３）、ＮＯの場合は、ｎ（今回）≦ｎ（低警報設定値）を判定し（ステップＳ４０４）、ステップＳ４０４での判定結果がＮＯの場合はｎ（今回）を出力し（ステップＳ４０５）、ステップＳ４０１に戻る。
【００５８】
ステップＳ４０３での判定結果がＹＥＳの場合は、高警報を発信してその計数率のｎ（
高警報発信）をホールドし（ステップＳ４０６）、高警報発信時のｎ（今回）を出力してメモリーに格納し（ステップＳ４０７）、警報テストを終了する。
【００５９】
ステップＳ４０４での判定結果がＹＥＳの場合は、低警報を発信してその計数率のｎ（低警報発信）をホールドし（ステップＳ４０８）、低警報とホールドした計数率を出力すると共に、メモリーに格納し（ステップＳ４０９）、警報テストを終了する。なお、高警報及び低警報は測定部１２でリセットすることにより解除する。
【００６０】
以上のように、実施の形態４に係る放射線監視装置によれば、警報テストの警報判定演算において、測定部１２は、警報が発信したら計数率をホールドするようにしたので、警報動作点の確認を容易にすると共に、アップダウンカウンタ１２３の不用意なオーバーランを抑制して次のテストに効率良く移行できる効果を奏する。
【００６１】
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５に係る放射線監視装置について説明する。実施の形態５に係る放射線監視装置は、実施の形態１と同様の構成であるため、その説明を省略し、次に動作について説明する。
【００６２】
図７は、実施の形態５に係る放射線監視装置の制御部の動作を説明するフローチャートである。実施の形態５に係る放射線監視装置は、テストモードからノーマルモードへ戻すとき、計数率がテスト直前のバックグラウンド計数率ｎ（ＢＧ）近傍に復帰するのを促進するためにテストパルスを活用するようにしたもので、図７に基づき制御部３の動作を説明する。
【００６３】
制御部３は、測定部１２をテストモードからノーマルモードに切り換えたら（ステップＳ５０１）、測定部１２のテスト入力ポジションをＤモードにし（ステップＳ５０２）、ｎ（ＢＧ）をメモリー（図示せず）から読み込む（ステップＳ５０３）。
【００６４】
次に、ｎ（ＢＧ）に基づきＭ（ＢＧ）＝（１／γ）・ｌｎ{ｎ（ＢＧ）}を求め（ステップＳ５０４）、Ｍ（今回）を制御部３のメモリーから読み込み（ステップＳ５０５）、{
Ｍ（ＢＧ）−Ｍ（今回）}≧ｊαの判定を行う（ステップＳ５０６）。
【００６５】
ステップＳ５０６でＹＥＳの場合は、テストパルスの周波数ｍ（テスト）をｍ（テスト）＝{Ｍ（ＢＧ）−Ｍ（今回）−ｊα}÷ｋ・△Ｔ２に制御し（ステップＳ５０７）、測定部１２のテスト入力ポジションをＡモードにし（ステップＳ５０８）、ステップＳ５０５に戻る。
【００６６】
ステップＳ５０６でＮＯの場合は、{Ｍ（今回）−Ｍ（ＢＧ）}≧ｊαの判定を行い（ステップＳ５０９）、ステップＳ５０９での判定結果がＹＥＳの場合は、テストパルスの周波数ｍ（テスト）をｍ（テスト）＝{Ｍ（今回）−Ｍ（ＢＧ）＋ｊα}÷ｋ・△Ｔ２に制御し（ステップＳ５０１）、測定部１２のテスト入力ポジションをＣモードにし（ステップＳ５１１）、ステップＳ５０５に戻る。
【００６７】
ステップＳ５０９での判定結果がＮＯの場合は、第１の切換スイッチ１２７及び第２の切換スイッチ１２８を測定ポジションに戻し（ステップＳ５１２）、測定部１２にノーマルモード復帰を通告する（ステップＳ５１３）。なお、制御部３は、測定部１２をノーマルモードからテストモードに切り換えたら、直前のノーマルモード時のバックグラウンド計数率をメモリーにｎ（ＢＧ）として記憶している。また、表示器１２９は、測定部１２がノーマルモードなのかテストモードなのかがわかるように状態表示すると共に、テスト時は外部にテスト中警報を出力している。
【００６８】
以上のように、実施の形態５に係る放射線監視装置によれば、制御部３がアップダウンカウンタ１２３のＭ（今回）とＭ（ＢＧ）から、加算入力または減算入力のどちらにテストパルスを入力するかを判断して測定部１２のテストパルスの入力を切換制御するので、テストモード直前のバックグラウンド計数率に短時間で正確に到達させることができる。
【００６９】
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６に係る放射線監視装置について説明する。実施の形態６に係る放射線監視装置は、図８に示すように、第１の切換えスイッチ１２８の前段に、テストパルスの波形を検出器信号パルスに近似させる波形整形回路１３０を設けて測定部１２を構成したものである。なお、その他の構成については、実施の形態１と同一、もしくは相当し、同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００７０】
この構成によれば、パルス増幅器１２１の周波数特性を含めた健全性を確認できる効果を奏する。
【００７１】
実施の形態７．
次に、この発明の実施の形態７に係る放射線監視装置について説明する。実施の形態７に係る放射線監視装置は、図９に示すように、実施の形態１〜５で説明した放射線監視装置の測定部１２を構成する波高弁別器１２２に代えて、検出器信号パルスの波形を弁別して所定の条件を満たす場合にデジタルパルスを出力する波形弁別器１３１を備えたものである。なお、その他の構成については、実施の形態１と同一、もしくは相当し、同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００７２】
この構成によれば、ノーマルモード及びテストモードにかかわらず、特にノーマルモードとノーマルモードの切り換わりで万一ノイズが発生しても、ノイズパルスを除去して測定できるので、高信頼の放射線監視装置を提供できる。
【００７３】
実施の形態８．
次に、この発明の実施の形態８に係る放射線監視装置について説明する。実施の形態８に係る放射線監視装置は、図１０に示すように、放射線モニタ１ａ、１ｂ、・・・１ｎと複数チャンネルを備え、制御部３及びテスト信号発生部２は同時に複数チャンネルのテストを行うようにしたのである。なお、放射線モニタ１ａ、１ｂ、・・・１ｎ、制御部３、及びテスト信号発生部２については、実施の形態１〜７で説明したものと同様であり、詳細説明を省略する。
【００７４】
この構成によれば、制御部３及びテスト信号発生部２を共用化することによりコストを大幅に低減できる効果を奏する。
【符号の説明】
【００７５】
１、１ａ、１ｂ、１ｎ  放射線モニタ
２  テスト信号発生部
３  制御部
１１  放射線検出器
１２  測定部
１２１  パルス増幅器
１２２  波高弁別器
１２３  アップダウンカウンタ
１２３ａ  加算入力部
１２３ｂ  減算入力部
１２４  周波数合成回路
１２５  積算制御回路
１２６  演算器
１２７  表示器
１２８  第１の切換えスイッチ
１２９  第２の切換えスイッチ
１３０  波形整形回路
１３１  波形弁別器
【図１】
0005373720.tif 000002
【図２】
0005373720.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005373720.tif 000008
【図８】
0005373720.tif 000009
【図９】
0005373720.tif 000010
【図１０】
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